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珪藻土（/ˌdaɪ.ətəˈmeɪʃəs/ DY - ə -tə- MAY-shəs）、珪藻土（/ daɪˈætəmaɪt / dy -AT-ə-myte）、セライト、またはキーゼルグルとも呼ばれる珪藻土は、天然に産出する柔らかい珪質の堆積岩で、細かく砕くと白からオフホワイトの粉末になります。粒径は3mm以上から1μm未満までありますが、通常は10～200μmです。[ 1 ]粒度によっては、この粉末は軽石の粉末に似た研磨感があり、多孔質であるため密度が低くなります。オーブン乾燥珪藻土の典型的な化学組成は、シリカ80～90％ 、アルミナ2～4％ （主に粘土鉱物に由来）、酸化鉄0.5～2％である。[ 2 ]
珪藻土は、数百万年かけて蓄積された、硬い殻を持つ微細藻類の一種である珪藻の化石化した残骸から構成されています。 [ 3 ]ろ過助剤、金属研磨剤や歯磨き粉などの製品の穏やかな研磨剤、機械的殺虫剤、液体の吸収剤、コーティングの艶消し剤、プラスチックやゴムの強化充填剤、プラスチックフィルムのブロッキング防止剤、化学触媒の多孔質支持体、猫砂、凝固研究の活性剤、ダイナマイトの安定剤、断熱材、盆栽などの鉢植え植物や樹木の土壌として使用されます。[ 4 ] [ 5 ]また、ガラスや金属を固定相として用いたガスクロマトグラフィー充填カラムにも使用されます。
珪藻土は、数百万年かけて堆積した珪藻の化石化した残骸から構成されています。通常、シリカが 80% ～ 90%、アルミナ鉱物が 2% ～ 4%、酸化鉄が 0.5% ～ 2% で構成されていますが、堆積物の正確な組成はそれぞれ異なります。[ 3 ]堆積物に含まれるシリカの量は、堆積条件、他の堆積物 (粘土、砂、火山灰) の存在、および堆積物の年代 (続成作用、シリカ(SiO2 )の溶解/沈殿、珪藻試験による年代測定) によって異なります。珪藻の種類も堆積物によって異なる場合があります。珪藻の種類は、堆積物の年代と古生態に依存します。また、珪藻の形状は、その種類によって決まります。
ブリティッシュコロンビア州各地にあるレッドレイクアースなどの堆積物は中新世のもので、 Melosira granulataという珪藻の一種を含んでいます。これらの珪藻は小さな球形をしています。この時代の珪藻を含む堆積物は、他のものに比べて特定の利点をもたらすことがあります。例えば、始新世の珪藻は、古い珪藻が再結晶化するにつれて小さな孔がシリカで満たされるため、流体を吸収する能力がそれほど高くありません。[ 6 ]
珪藻土は、湖底堆積物または海洋堆積物中に死んだ珪藻（微細な単細胞藻類）の非晶質シリカ（オパール、SiO₂・nH₂O）残骸が蓄積することによって形成される。化石残骸は、対称的な一対の殻または殻殻からなる。 [ 2 ]海洋珪藻土は、さまざまな岩石タイプと関連して見られるが、湖沼珪藻土はほぼ常に火山岩と関連している。珪藻チャートは、シリカで固められた珪藻土から構成されている。[ 7 ]
珪藻は、非晶質シリカの飽和度が1%未満の水（飽和指数（SI）：-2）からシリカを抽出することができます。珪藻の殻は有機マトリックスに囲まれているため、溶解しません。粘土鉱物が殻に沈殿し、海水中で溶解するのを防ぐこともあります。珪藻が死ぬと、殻は有機層を剥ぎ取られ、海水にさらされます。その結果、殻の1%から10%だけが堆積物の下に埋没するほど長く生き残り、その一部は堆積物中に溶解します。珪藻によって生成されたシリカの元の量のわずか0.05%から0.15%だけが堆積記録に保存されていると推定されます。[ 8 ]
1836年か1837年に、ドイツの農民ペーター・カステンは、北ドイツのリューネブルク・ハイデにあるハウセルベルク丘の北斜面で井戸を掘っていた際に珪藻土（ドイツ語：Kieselgur ）を発見した。[ 9 ] [ 10 ]
1863年から1994年までのリューネブルク・ハイデにおける採掘場所はノイオエであり、貯蔵場所は以下の通りであった。
堆積層の厚さは最大28メートル（92フィート）に達し、すべて淡水性の珪藻土で構成されている。
第一次世界大戦まで、世界の珪藻土生産量のほぼ全てがこの地域で行われていた。
ポーランドでは、ヤヴォルニクで珪藻土の堆積物が発見されており、主に珪藻の骨格（殻）で構成されています。[ 11 ]
ドイツでは、フォゲルスベルク（オーバーヘッセン州）のアルテンシュリルフ[ 12 ]とクリーケン[ 13 ]（ザクセン＝アンハルト州）でも珪藻土が採掘された。
チェコ共和国のソース自然保護区には、厚さ6メートル（20フィート）を超える珪藻土の層が存在する。 [ 14 ]
スコットランド西海岸沖のスカイ島の鉱床は1960年まで採掘されていた。 [ 15 ]
コロラド州とアメリカ合衆国ネバダ州クラーク郡には、場所によっては数百メートルもの厚さの堆積物が存在する。カリフォルニア州サンタバーバラ郡のロンポック近郊と南カリフォルニア沿岸のシスクォック層では、海洋堆積物が採掘されている。これは世界最大の珪藻土の堆積物である。[ 16 ]メリーランド州、バージニア州、アルジェリア、デンマークのMoClayでも海洋堆積物が採掘されている。淡水湖の堆積物はネバダ州、オレゴン州、ワシントン州、カリフォルニア州に存在する。湖の堆積物は、アメリカ合衆国東部、カナダ、そしてヨーロッパのドイツ、フランス、デンマーク、チェコ共和国の間氷期湖にも存在する。珪藻土の堆積物と火山堆積物が世界的に関連していることから、厚い珪藻土の堆積には火山灰からのシリカの供給が必要であると考えられる。[ 17 ]
珪藻土は砂漠の地表で見られることがある。研究によると、そのような地域（サハラ砂漠のボデレ低地など）での珪藻土の浸食は、大気中の気候に影響を与える塵の最も重要な発生源の1つであることが示されている。[ 18 ]
珪藻の珪質殻は淡水および汽水の湿地や湖に蓄積する。泥炭や泥の中には、珪藻殻が十分に豊富に含まれているものがあり、採掘できる。フロリダの珪藻土のほとんどは、湿地や湖の泥の中から発見されている。アメリカン・ダイアトマイト社は、1935年から1946年にかけて、フロリダ州クレルモン近郊の処理工場で年間最大145トンを精製した。フロリダ州レイク郡のいくつかの場所で採取された泥は、乾燥され、焼成（焼成）されて珪藻土が作られた。[ 19 ]
かつてはアイスランドのミーヴァトン湖から採取されていた。
珪藻土の商業的な鉱床は第三紀または第四紀に限られている。白亜紀まで遡る古い鉱床も知られているが、品質は低い。[ 17 ]
ニュージーランドでは化石を豊富に含む珪藻土鉱床が発見されているが、家畜飼料への転換を目的としたファウルデンマール鉱床の工業規模での採掘には強い反対意見が出ている。[ 20 ]
珪藻土は、市販品としていくつかの形態で入手可能です。
1866年、アルフレッド・ノーベルは、ニトログリセリンを珪藻土（ドイツ語でkieselgur）に吸収させると安定性が増すことを発見した。 [ 21 ]これにより、液体状の純粋なニトログリセリンよりも安全に輸送および取り扱いが可能になった。ノーベルは1867年にこの混合物をダイナマイトとして特許を取得した。この混合物は、珪藻土にちなんでguhrダイナマイトとも呼ばれる。[ 22 ] [ 23 ]
ツェレのエンジニア、ヴィルヘルム・ベルケフェルトは、珪藻土のろ過能力を認識し、珪藻土を焼成した管状フィルター（フィルターキャンドルとして知られる）を開発した。[ 24 ] 1892年のハンブルクでのコレラ流行の際、これらのベルケフェルトフィルターは効果的に使用された。
珪藻土の一種は、特にスイミングプールのろ過材として使用されます。微細な中空の粒子で構成されているため、高い多孔性を持っています。珪藻土（セライトなどの商標名で呼ばれることもあります）は、化学においてろ過助剤として、流量を増加させ、そうでなければろ紙を通過したり目詰まりしたりする非常に細かい粒子をろ過するために使用されます。また、特に飲料水処理プロセスや魚の水槽、ビールやワインなどの他の液体のろ過にも使用されます。また、シロップ、砂糖、蜂蜜の色、味、栄養特性を取り除いたり変化させたりすることなくろ過することもできます。[ 25 ]
珪藻土の最も古い用途は、非常に穏やかな研磨剤として、歯磨き粉、金属磨き剤、および一部の洗顔料に使用されてきたことである。
珪藻土は、その研磨性と物理的吸着性のため、殺虫剤として価値がある。[ 26 ]この微粉末は、多くの昆虫種の外骨格のワックス状の外層から脂質を吸着する。この層は、昆虫の体からの水蒸気の損失を防ぐバリアとして機能する。この層が損傷すると、昆虫の体からの水分の蒸発が増加し、脱水症状を起こし、しばしば致命的となる。
これは腹足類にも効果があり、園芸ではナメクジ駆除によく用いられます。[ 27 ]しかし、ナメクジは湿潤な環境に生息するため、効果は低いです。珪藻土は、効果を高めるために誘引剤や他の添加物と混ぜられることがあります。
珪藻の形状が脂質の吸着という機能に影響を与えるという証拠は得られていません。しかし、ナメクジやカタツムリなどに対する特定の用途では、特定の形状の珪藻を使用すると最も効果を発揮することから、脂質の吸着だけが関与する要因ではないことが示唆されます。例えば、ナメクジやカタツムリの場合、大きくて棘のある珪藻が軟体動物の上皮を裂くのに最も効果的です。珪藻の殻は、節足動物や線虫など、脱皮してクチクラを脱ぎ捨てる動物の大部分にある程度効果を発揮します。また、軟体動物や環形動物などの冠輪動物にも他の影響を与える可能性があります。
医療グレードの珪藻土は、牛の駆虫剤としての有効性について研究されてきました。引用された両方の研究では、珪藻土で治療されたグループは対照グループよりも良い結果を示しませんでした。 [ 28 ] [ 29 ]これは一般的にホウ酸の代わりに使用され、トコジラミ[ 30 ]、ハウスダストダニ、ゴキブリ、アリ、ノミの蔓延を抑制し、場合によっては駆除するのに役立ちます。[ 31 ]
珪藻土は穀物貯蔵庫の害虫駆除に広く用いられている。[ 32 ]小麦粉貯蔵庫に蔓延するコクゾウムシの共食い行動を抑制するためにも使用されている。
殺虫剤として効果を発揮するためには、珪藻土は平均粒子サイズが約 12 μm 未満（つまり食品グレード—下記参照）である必要があり、また焼成されていない（つまり、使用前に熱処理されていない）必要があります。[ 33 ]
珪藻土を含む農薬は比較的リスクが低いと考えられているが、米国では連邦殺虫剤・殺菌剤・殺鼠剤法に基づく規制の対象外ではなく、環境保護庁に登録する必要がある。[ 34 ]
その熱特性により、耐火金庫の一部のバリア材として使用できます。また、極低温で使用する真空粉末断熱材にも使用されます。[ 35 ]珪藻土粉末は真空断熱の効果を高めるために真空空間に挿入されます。古典的なAGAクッカーでは熱遮断材として使用されていました。
珪藻土は触媒の担体としても利用されており、一般的には触媒の表面積と活性を最大化する役割を果たしている。例えば、ニッケルをこの材料に担持させることで（この組み合わせはNi-珪藻土と呼ばれている）、水素化触媒としての活性を向上させることができる。[ 36 ]
天然淡水珪藻土は、穀物貯蔵用の固結防止剤として、また殺虫剤として農業で使用されています。[ 37 ]米国食品医薬品局により、固結防止のための飼料添加物として承認されています。[ 38 ] [ 39 ]
天然の駆虫剤（駆虫薬）として使用できると考える人もいますが、研究ではその有効性は示されていません。[ 28 ] [ 29 ]一部の農家は、飼料の固まりを防ぐために、家畜や家禽の飼料にこれを添加しています。 [ 40 ]「食品グレードの珪藻土」は、農業飼料供給店で広く入手可能です。
淡水性珪藻土は、水耕栽培における培地として使用できる。
また、鉢植え植物の栽培用土、特に盆栽用土としても使用されます。盆栽愛好家は、土壌改良材として使用したり、100%珪藻土で盆栽を植えたりします。野菜栽培では、パーライト、バーミキュライト、発泡粘土と同様に、水分と栄養分を保持しながら、素早く自由に排水されるため、栽培用土内の酸素循環が良好であることから、土壌改良材として使用されることもあります。
天然乾燥珪藻土（焼成されていないもの）は、家畜栄養研究において、消化されないマーカーとして用いられる酸不溶性灰分（AIA）の供給源として一般的に使用されています。試験飼料および回腸末端部（小腸の最後の3分の1）から採取した糞便または消化物中の栄養素に対するAIA含有量を測定することにより、以下の式を用いてその栄養素の消化率を計算することができます。
どこ：
多くの研究者は、同じ目的で広く使用されてきた酸化クロムよりも、天然の淡水珪藻土を好んで使用している。酸化クロムは既知の発がん性物質であり、したがって研究者にとって潜在的な危険となる可能性がある。
醸造工程で出る使用済みの珪藻土をセラミック原料に添加することで、より高い開放気孔率を持つ赤レンガを製造できる。[ 41 ]
珪藻土は、低温水熱技術による多孔質セラミックスの製造を含む、さまざまなセラミックスの製造に使用できる優れた無機非金属材料と考えられています。[ 42 ]
珪藻土（DE）は、乾燥性や吸湿性が求められる家庭用品に使用されています。特に、入浴者の水分を吸収し、素材全体に広げて素早く蒸発させる珪藻土製のバスマットがあります。また、砂糖などの吸湿性の高い食材をすくうための珪藻土製のスプーンもあります。
海洋や湖に生息する特定の細菌種は、加水分解酵素を用いて有機藻類物質を分解することで、死んだ珪藻や生きている珪藻のシリカの溶解速度を加速させることができる。 [ 43 ] [ 44 ]
地球の気候は大気中の塵の影響を受けるため、大気中の塵の主要な発生源を特定することは気候学にとって重要である。研究によると、珪藻土の地表堆積物が重要な役割を果たしている。研究によると、チャドのボデレ低地から大量の塵が発生しており、嵐が珪藻土の砂利を砂丘に押し上げ、摩耗によって塵が発生している。[ 45 ]
結晶性シリカの吸入は肺に害を及ぼし、珪肺症を引き起こします。非晶質シリカは毒性が低いと考えられていますが、長期間吸入すると肺に変化が生じます。[ 46 ]珪藻土は主に非晶質シリカですが、特に塩水形態では結晶性シリカも含まれています。[ 47 ] 1978年の労働者を対象とした研究では、天然珪藻土に5年以上曝露した労働者には有意な肺の変化は見られませんでしたが、焼成珪藻土に曝露した労働者の40%が塵肺症を発症しました。[ 48 ]今日の標準的な珪藻土製剤は、主に非晶質シリカで構成され、結晶性シリカをほとんどまたは全く含まないため、より安全に使用できます。[ 49 ]
珪藻土の結晶性シリカ含有量は、米国では労働安全衛生局（OSHA）によって規制されています。国立労働安全衛生研究所のガイドラインでは、製品中の許容最大量（1%）と作業者の呼吸域付近の空気中の許容最大量を定めており、8時間労働日における推奨曝露限界は6 mg/m 3です。 [ 49 ] OSHAは、珪藻土の許容曝露限界を20 mppcf（80 mg/m 3 /%SiO 2 ）に設定しています。3,000 mg/m 3のレベルでは、珪藻土は生命と健康に直ちに危険です。[ 50 ]
1930年代には、クリストバライト珪藻土産業で長年にわたり職業的に高濃度の空気中の結晶性シリカに曝露された労働者は、珪肺症のリスクが増加することが判明した。[ 51 ]
プールフィルター用に製造された珪藻土は、高温（焼成）と融剤（ソーダ灰）で処理され、以前は無害だった非晶質二酸化ケイ素が結晶形になる。[ 49 ]
